SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
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在本课中，我们展示如何将球面替换成非球面，从而改善像质。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 <a_ytSoG 1
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： B*B}eXUph
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） |T 3F:],`
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： F)XO5CBK
FETCH 6 $IUe](a{d
PANT TuR.'kE@
VLIST RAD 1 2 3 4 6 w\SfzJN
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH ;l4 e pN
VY 3 TH 20 3 xQ~} 9Kt\
VY 5 TH o>~xrV`E
VLIST GLM 1 3 4}&$s
END : ZehBu
N #C,q&;
AANT ey!QAEg"X1
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION @ ?bO@
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL pd%h5| *n;
9IfeaoZZ4q
GNR .5 1 3 2 0 T*pcS'?'
GNR .5 1 3 2 .5 S1SsJo2\
GNR .5 1 3 2 .7 NRIp@PIF:"
GNR .5 1 3 2 1. [cfKvROG
GNR .5 1 2 1 0 s\/$`fuhx
GNR .5 1 2 3 0 )b\89 F
GNR .5 1 2 1 1 iC(&U YL
GNR .5 1 2 3 1 _|1m]2'9
END zfGS=@e]G
7j,u&%om
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS 0Tp,b (; n
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES P80mK-Iyv_
pXPLTGY<R+
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： cr vq]J5
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 Cr&,* lUo
VY 1 G 3 &GKtD)
VY 1 G 6 n=_jmR1
VY 1 G 10 Q95`GuI@
nA1059B
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： M?[~_0_J
SPECIAL SURFACE DATA QtSJ9;eP
______________________________________________________________________________ vHmsS\\~9
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE /k_?S?
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) ^E]Xq]vd"
_@] uHp|
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 ,Y+J.8.H
ADEF 1 PLOT. JbR;E`8
qi 51'@
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 a Byetc88/
M 0 100 CLINK }} s.0Q
ADEF 1 .S{>?2
CD1 FILE 6 D^-6=@<3KD
= CD1 p 3`odm bN
W`k||U9
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 ~[*\YN);
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 P;' xa^Y
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： n,l{1 q
FINAL 5 jT: z#B%
ABERRATION LIST f%gdFtJ &
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT I7C*P~32{n
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 Kf>]M|G c
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 X}5 }M+'~
lk(.zYaaN
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 y/9aI/O'
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 HAca'!p
]/cVlpZ{f
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 4z*An}ol]
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 I&Dp~aEM]
-ufO,tJRLL
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 3v?R"2\qS
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 F?y4 L9|e
i*l-w4D^U
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 +=o?&
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 ba`V`0p- (
@b] ?Gg
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 l =`?Im
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI qGK -f4
BUFFER? +3wVcL
drkY~!a
看看放在哪里。 CtO;_ ;eD'
BUFF? x sN)a!
a`t <R
The current FILE BUFFER contains uKF)'gj
1 0.02051954 BEST FIT CV m]"13E0*x
2 48.73404382 BEST FIT RD r2 .f8U
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT H="E#AC%8/
4 0.50763222 VOL. REMOVED ?nc:B]=pTY
5 0.00097815 PEAK DIFF. WJ[ybzV j
6 0.00031781 RMS DIFF. !M*$p Qi}
sngM4ikhs
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ ^V;h>X|
SYNOPSYS AI>ASY s%OPoRE
W+5<=jXFB
SPECIAL SURFACE DATA A^3M~
______________________________________________________________________________ l.3|0lopX)
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE 9o< 5 Z=
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) H5J1j*P<d
=Ul{#R
z
ADEF 1 PLOT S?BI)shmg
Yb? L:,a(I
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 *rH# k?
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 F15Yn
通过拾取FILE 5，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 X: kqX[\>
M 0 50 CLINK wUJ>?u9
ADEF 1 u,&[I^WK`C
CD1 FILE 5 E# A%aLp0E
= CD1 >\ s8S}p
vDit&Lh{T
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 wRsh @I<
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES {I^@ B W-
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 o >Faq+@
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时要确保它们易于制造。
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